Question

14．硬度是描述材料軟硬程度的物理量．為了研究甲、乙兩種材料的硬度，某活動小組設(shè)計了檢測材料硬度的實驗方案，選擇了適當(dāng)?shù)钠鞑模ㄙ|(zhì)量已知的金屬球和多個有凹槽的金屬塊）．如圖甲所示，他們將測試材料放在水平桌面上，金屬球靜置于其上表面，在金屬球上再放一個有凹槽的金屬塊，凹槽恰好與金屬球上表面完全接觸，使金屬三塊能靜止在金屬球上．一段時間后，取下金屬塊和金屬球，在材料表面留下凹形壓痕．該小組在控制時間變量的條件下，多次實驗并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖象如圖乙所示．請你根據(jù)圖象所提供的信息回答以下問題：
（1）活動小組在研究甲材料硬度的問題中，自變量是B．（選填選項前的字母）
A．金屬球質(zhì)量      B．材料所受壓力    C．材料壓痕面積    D．材料種類
（2）甲、乙兩種材料硬度較大的是甲．（選填“甲”或“乙”）

Answer 1

分析 （1）硬度表示在凹形壓痕單位面積上所承受的壓力，即物體的壓力與以凹形壓痕的面積的比，根據(jù)題目中所給的器材即可找出自變量；
（2）根據(jù)硬度的定義和圖象進行分析可知，在壓痕面積相同時，材料所承受的壓力越大，硬度越大．

解答 解：（1）根據(jù)活動小組所選擇的器材（質(zhì)量已知的金屬球和多個有凹槽的金屬塊）和操作方法可知，
將測試材料放在水平桌面上，金屬球靜置于其上表面，在金屬球上再放一個有凹槽的金屬塊，
通過在金屬球上放置不同凹槽的金屬塊來改變材料所受壓力，所以該小組在研究甲材料硬度的問題中，自變量是材料所受壓力．
故選：B．
（2）在凹形壓痕單位面積上所承受的壓力是材料的硬度，其公式即：H=$\frac{F}{{S}_{凹}}$；在凹形壓痕面積相同時，材料所承受的壓力越大，硬度越大．
由圖象可知，在凹形壓痕面積相同時，因為甲材料所受壓力大于乙材料所受壓力，所以甲材料硬度大于乙材料的硬度．
故答案為：（1）B；（2）甲．

點評 本題是一道信息給予題，關(guān)鍵是結(jié)合題目中硬度的物理意義得出硬度的定義，即找到了突破口，然后結(jié)合其操作方法和圖象找出有用的信息，進而能較容易的進行解答．